[화학공학실험 A+] 기체 확산계수 측정 실험 결과보고서

목차

1.기기 및 초자
2.이론적 배경
3.실험방법
4.실험결과
5.조별토의
6.참고문헌

본문내용

실험제목
기체 확산계수 측정 실험

반
조

실험목적
확산에 대한 원리를 이해하고, 액체상에서 기체상으로 확산하는 용매의 물질 이동 속도와 확산계수를 실제로 측정하여 배운 내용을 활용해본다.
학번
성명

기기 및 초자

- 아세톤(Acetone)
화학식: 분자량: 58.08g/mol 녹는점: -94.6℃ 끓는점: 56.5℃ 밀도: 0.7845g/mL(25℃)
이론적 배경
1. 확산
농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 분자가 이동하여 서로 다른 두 지점 간의 농도 차이가 시간이 지남에 따라 감소하는 자발적인 현상을 확산이라고 한다. 예시로 물 속에 떨어진 잉크가 스스로 퍼져 나가는 현상, 공기 중에 기체가 퍼지는 현상을 볼 수 있다.

2. 확산 속도
① 확산 속도와 온도와의 관계
온도가 올라가면 평균 운동에너지가 올라가고 질량은 일정하기 때문에 평균 운동 속도가 올라가게 된다. 따라서 확산 속도가 증가한다.

(m: 질량, T: 온도, v: 평균 운동 속도(확산속도))
② 확산 속도와 질량과의 관계
그레이엄의 확산 속도 법칙에 따르면 다른 조건은 일정하다고 할 때 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다.

(v: 확산 속도, m: 질량, d: 밀도)
③ 확산 속도와 매질의 종류와의 관계
일반적으로 확산 속도는 진공>기체>액체>고체의 순으로 작아진다.
④ 확산 속도와 압력과의 관계
같은 기체에서 압력이 작아질수록 확산을 방해하는 입자의 수가 적어지기 때문에 압력이 작아질수록 확산속도는 빠르다.

3. Fick’s 1st law
확산의 양은 거리에 따른 농도차에 좌우된다. 즉, 농도차가 클수록 거리가 가까울수록 확산의 양은 증가한다.

참고 자료

(최신)화학공학실험/ 남영우/ 숭실대학교 출판부/ 2010/ p.209-221
일반화학/ McMurry, Fay, Robinson/ 자유아카데미/ 2016.02.10./ p.403-404
일반화학/ 화학교재편찬위원회/ 청문각/ 2007/ p. 409
물리화학/ Peter Atkins and Julio de Paula/ 교보문고/ 2020/ p. 506-510
Atkins’물리화학/ Peter Atkins, Julio de Paula/ 교보문고/ 2017.03.02./ p. 805-811
픽의 제 1법칙을 사용한 발한량 측정 방법에 관한 연구/ 강민호 외 3인/ 인제대학교 의용공학과/ 2015/ p.1-2